MakePunk blog by Dikoy
MakePunk blog by Dikoy
MakePunk blog by Dikoy
  • Aviation
  • DIY
  • Index
  • Login Customizer
  • MyPR
  • Разное
FacebookTwitterGoogle+Dribbble
  • Aviation
  • DIY
  • Index
  • Login Customizer
  • MyPR
  • Разное

БПЛА «Беркутчи»

20.05.20221 КомментарийАвиацияBy admin
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars Оценка: 4,50 (голосов: 8)
Загрузка...

Результатом работы над проектом БПЛА «Беркутчи» стал летающий прототип, прошедший испытания на базе Мичуринского Аграрного Университета по аэрофотосъёмке сельхозугодий. БПЛА сочетал в себе гироскопический и пирометрический способ ориентации.

БПЛА был назван именно так потому что по условиям ТЗ и в силу глубоких убеждений команды стартовать сия вундервафля должна была только с руки, без использования пусковых установок, а садиться на брюхо в снег или траву. Основным способом ориентации остался пирометрический.

Принцип работы пирометрической стабилизации

Как и у ранних версий БПЛА, бортовая электроника была разделена на модули «Пилот» и «Штурман». В то время появились уже трёхосевые МЭМС гироскопы, магнитометры и акселерометры, поэтому гироскоп, аксель, магнитометр и пирометры были вынесены в отдельный блок — пироголовку — где также был установлен микроконтроллер для первичной обработки данных.

Структурная схема бортовой аппаратуры управления представлена ниже. Сорян за качество коллажа, использую картинки тех лет, а перерисовывать их мне лень 🙂

Общая структурная схема

Весь комплект аппаратуры БПЛА представлен ниже. Помимо плат «Пилота», «Штурмана» и пироголовки, тут видно также GPS/Глонасс модуль от Навис, а также систему точной посадки.

Платы комплекта, вид сверху
Платы комплекта, вид снизу

Начнём с пироголовки.

Пироголовка, вид сизу
Пироголовка, вид сверху
Схема пироголовки

У данной версии пироголовки отсутствует гироскоп, потому что с ней использовалась разработанная ранее БСО, но были версии и с гироскопом.

Пирометры применены цифровые, melexis MLX90614. Это I2C пирометры и с завода имеют одинаковый адрес (в поздних моделях адрес стало можно менять), поэтому они соединены параллельно и читаются программным I2C, реализованном на прерываниях. На плате установлено 5 пирометров, а ещё один цеплялся на проводе и устанавливался снизу БПЛА. Таким образом, 6 пирометров обеспечивали круговой обзор БПЛА и избавляли от необходимости первичных калибровок перед полётом, а также адаптировался к изменению условий в течение полёта.

Для считывания акселерометра хватало разрешения встроенного АЦП в ATmega88, а вот магнитометру пришлось ставить АЦП высокого разрешения и с дифференциальным входом. Данные предварительно обрабатывались, собирались в пакеты и передавались «Пилоту» через SPI интерфейс, по совместительству бывший и разъёмом программирования.

Модуль «Пилот», как и ранее, осуществлял ориентацию и управление БПЛА в полёте. Для этого у него был радиомодем, 6 входов и 12 выходов PPM сигнала для подключения приёмника радиоуправления и серв, память для логов и USB интерфейс для их считывания, интерфейс с пироголовкой и «Штурманом». В маленькой и беззащитной АВРке крутился полноценный Калман, переделанный под целочисленные вычисления и с тригонометрией на CORDIC.

Модуль «Пилот»
Схема модуля «Пилот»

Штурман обрабатывал более медленные, но и более точные сигналы. Это, прежде всего, GPS приёмник и датчики давления (высоты и воздушной скорости).

«Штурман», вид сверху
«Штурман», вид снизу
Схема модуля «Штурман»

Данный модуль интересен тремя решениями. Первое, это IrDA канал, имевший сразу две функции — управления фототехникой и осуществления точной посадки (об этом ниже). Второе, это биполярные ключи на 74HC4066 — если фототехника не имела интерфейсов управления, то можно было вскрыть крышку и подпаяться к кнопкам, а биполярность ключей обеспечивала нечувствительность к полярности подключения подтяжек кнопок и даже с матричными клавиатурами всё работало. Третье, это GPS модуль на разъёме, который можно было отключить и подключить ГЛОНАСС модуль от Навис.

GPS/Глонасс модуль
Схема платы модуля Навис

Уже тогда подул ветер импортозамещения и переход на Глонасс был актуален. Модуль, кстати, работал очень хорошо и в раздельном режиме (только GPS и только Глонасс), и в комплексированном.

Конечно, для БПЛА нужна была наземная станция. Она, во многом, повторяла штурмана своей начинкой, только GPS модуль здесь можно было уже полностью отпилить и оставить только Навис.

Плата наземной станции
Схема наземной станции
Наземная станция в корпусе и со штурвалом

Наземная станция имела входы для подключения потенциометров осей джойстика (штурвала), выходы на сервы для управления следящей антенной (наведение осуществлялось по координатам, передаваемым с борта) и поддерживала точную посадку.

Система точной посадки была устроена донельзя просто. Основой являлся блок IrDA приёмников, закрытый сверху непрозрачным кожухом, обеспечивающим каждому датчику узкий сектор обзора. Самый узкий сектор был у верхнего датчика.

Датчики системы точной посадки
Схема системы точной посадки

На борту ЛА находился излучатель ИК сигнала, который принимался датчиком СТП. Таким образом осуществлялся захват и ведение БПЛА по посадочному курсу. В случае перелёта засвечивался верхний датчик, в этот момент происходила взаимопрявязка координат наземной станции и борта. Даже с учётом ухода микромеханических гироскопов, запаса точности хватало для посадки после такой привязки.

Если же посадку осуществлял коптер, то всё намного упрошалось — ему всего лишь надо было зайти на центральный датчик и сесть используя ультразвуковой или лазерный высотомер.

К наземной станции полагалось ПО, на котором отображались основные параметры полёта и карта. В левый нижний угол транслировалось изображение с бортовой камеры.

Приборная панель

В роли носителя изначально использовался верхнеплан от мультиплекса. Под его габариты и делались платы, встававшие внутри этажеркой. Это был очень стабильный и грузоподъёмный самолёт, и с него получались хорошие фотопланы.

Носитель с камерой
Съёмка сельскохозяйственной выставки с него

После переезда в Южную Америку возникла необходимость летать в горах, и хорошо известный скайвокер оказался как нельзя кстати:

Каньон Чикамоча в Колумбии
Окрестности Каракаса

Последним носителем этого автопилота был SM7 украинского производства. Хорошее, прочное летающее крыло из сотопласта производства ЮжМаша. Но после 2014 года всё сотрудничество по данному проекту закончилось, а южмаш и вовсе перестал продавать сотопласты.

Планер SM7
Устройство сотопласта
В сборе

На сегодняшний день комплект полностью устарел, но стал отправной точкой к разработке других, более совершенных моделей.

По всем вопросам обращайтесь в почту sales@dikoy.info или в пишите в комментарии;

Share
Похожие записи
БПЛА «Беркутчи» — начало
13.05.2022
Стенд испытания гидродемпфера
12.05.2022
Измерение частоты оборотов ВСУ АИ-9В
11.05.2022
Стенд проверки ступицы несущего винта
11.05.2022
Нагрузочный стенд для никелевых аккумуляторов вертолёта МИ-17
10.05.2022
Измеритель вибрации двигателя ТВ3-117
16.01.2019
Комментарии (1)
  1. Войдите, чтобы ответить
    20.12.2022 в 17:39
    Den_sd

    Интересная статья. Интервью в ютубе завлекло сюда. Появилась мысль. Как можно задать вопрос?

Оставить комментарий

Отменить ответ

Для публикации комментариев следует залогиниться

Войти с помощью: 
MakePunk blog by Dikoy
menu
Вход
Войти с помощью: 

Result: *



Забыли пароль?
Регистрация
Потеряный пароль

Result: *


Отмена
Зарегистрироваться на этом сайте
Войти с помощью: 

Result: *


Пароль будет отправлен вам на e-mail.
Отмена
  • РусскийРусский
  • EnglishEnglish
  • EspañolEspañol
  • Авиация(10)
  • Разное(3)
  • БПЛА «Беркутчи»
    20.05.2022
  • БПЛА «Беркутчи» — начало
    13.05.2022
  • Стенд испытания гидродемпфера
    12.05.2022
  • Измерение частоты оборотов ВСУ АИ-9В
    11.05.2022

© 2005-today MakePunk blog by Dikoy; sales@dikoy.info
Login
Войти с помощью: 

Войти с помощью: 

Result: *


Register | Lost your password?

Register

Войти с помощью: 

Result: *


A password will be e-mailed to you.

Log in | Lost your password?

Reset Password

Result: *


Log in| Register